Tính Chất và Ứng Dụng của Đồng Sunfat (CuSO₄)

Tóm tắt chính
Đồng sunfat (CuSO₄) là hợp chất muối đồng quan trọng với khả năng tan tốt trong nước, dạng tinh thể xanh lam dễ nhận biết. Bên cạnh vai trò truyền thống trong mạ điện và diệt rong rêu, CuSO₄ còn làm chất xúc tác hòa tan vàng từ quặng thông qua hệ thiosulfate–đồng.

1. Tính chất hóa học

2. Tính chất vật lý

• Dạng tinh thể: Ngậm 5 phân tử nước (CuSO₄·5H₂O) cho tinh thể prism màu xanh lam đặc trưng.

• Màu sắc: Xanh lam (ngậm nước), trắng khi khan.

• Điểm nóng chảy: 110 °C (phân hủy mất H₂O kết tinh)

• Khối lượng riêng: 2.284 g/cm³ (dạng khan)

• Ánh thủy tinh, giòn

3. Ứng dụng

3.1. Mạ đồng

CuSO₄ là nguồn cung cấp ion Cu²⁺ trong bể mạ điện

• Dung dịch mạ: thường phối hợp CuSO₄ với H₂SO₄ (5–50 g/L) và chất hoạt hóa (Cl⁻)

• Vai trò:

  • Cung cấp Cu²⁺ để khử lắng đồng lên bề mặt chi tiết

  • Điều chỉnh độ bám dính, độ bóng và tốc độ mạ thông qua mật độ dòng điện, pH và nhiệt độ

• Đặc điểm vận hành:

  • pH duy trì 0.8–1.2

  • Nhiệt độ 20–30 °C

  • Dòng điện 1–4 A/dm²

3.2. Xử lý nước bể bơi

CuSO₄ được sử dụng như chất diệt rong rêu, vi khuẩn trong bể bơi:

• Liều dùng: 1–2 mg/L

• Cơ chế: Cu²⁺ xâm nhập màng tế bào vi sinh, ức chế enzyme hô hấp

• Ưu điểm:

  • Hiệu quả diệt tảo mạnh

  • Ít sinh nhiệt nhờt vs chlorine

• Nhược điểm:

  • Tích lũy trong bể, có thể gây bám cặn

  • Cần theo dõi nồng độ Cu²⁺ để tránh độc cho người

3.3. Xúc tác hòa tan vàng từ quặng

Trong quy trình thu hồi vàng không dùng cyanide, CuSO₄ đóng vai trò chất xúc tác cho hệ thiosulfate:

• Phương pháp thiosulfate–đồng:

  • Vàng từ quặng được hòa tan trong dung dịch Na₂S₂O₃ (5–10%)

  • Bổ sung CuSO₄ (0.01–0.05 M) để kích hoạt phức Cu–thiosulfate

  • Oxy (hoặc H₂O₂) cung cấp oxi hóa Cu⁺ → Cu²⁺ liên tục

• Cơ chế tổng quát:

  1. Cu²⁺ + S₂O₃²⁻ ⇌ Cu(S₂O₃)₂³⁻

  2. Cu(S₂O₃)₂³⁻ + Au → Au(S₂O₃)₂³⁻ + Cu⁺

  3. Cu⁺ được tái oxi hóa thành Cu²⁺ và tiếp tục chu trình

• Ưu điểm:

  • Không dùng cyanide độc hại

  • Ổn định trong điều kiện kiềm nhẹ

• Nhược điểm:

  • Chi phí reagents cao hơn

  • Cần kiểm soát chặt pH và nồng độ xúc tác

4. Kết luận

Đồng sunfat (CuSO₄) là chất hóa học đa năng với khả năng cung cấp ion Cu²⁺ ổn định cho nhiều quy trình công nghiệp. Trong mạ đồng, nó cho phép điều chỉnh chất lượng lớp mạ; trong xử lý nước bể bơi, nó tiêu diệt rong tảo hiệu quả; và trong khai thác vàng, nó là chất xúc tác then chốt cho phương pháp thiosulfate thân thiện môi trường.